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滕州市农业用水平衡分析及节水潜力研究

时间:2015-12-07 11:32 来源:第一论文网 作者:lunwenwang 点击:
作为用水大户—农业,如果依然保持粗放式灌溉的生产模式,用水不加以控制和改进,将会极大的破坏滕州市国民经济各部门的供水平衡。为此,如何最大限度的优化配置和节约农业用水,发挥农业节水潜力,为社会其它各部门提供更可靠的用水这一课题摆在我们面前。本文通过历年
  0.引言
 
  滕州市位于山东省南部,总面积1485km2,其中耕地面积130.77万亩,占总面积的51%。2007年底全市总人口164.74万人,其中农业人口125.27万人,占总人口的76%。
  近年来,随着工业化进程的加快、第三产业的迅猛崛起及居民生活水平的提高,全社会需水量逐年激增,导致社会各部门用水供需矛盾日益激化,供水量与可利用量基本持平。作为用水大户—农业,如果依然保持粗放式灌溉的生产模式,用水不加以控制和改进,将会极大的破坏滕州市国民经济各部门的供水平衡。为此,如何最大限度的优化配置和节约农业用水,发挥农业节水潜力,为社会其它各部门提供更可靠的用水这一课题摆在我们面前。本文通过历年收集滕州市农业方面资料,结合需水预测,进行滕州市农业用水平衡分析,并在此基础上,结合先进地市的节水算法,分析农业未来时期的节水潜力,并将节水量进行二次平衡分析,最终确定农业节水的可行性。
 
  1.农业用水平衡分析
 
  1.1 农业用水现状
  根据滕州市用水量统计资料,2007年,农业用水总量为17318万m3,占总用水量的59.51%。其中,农田灌溉用水15840万m3(水浇地用水4639万m3,菜田11201万m3),林果灌溉410万m3,鱼塘补水718万m3,牲畜用水350万m3。从用水各部门消耗量来看,用水绝大部分以大田灌溉为主。
  1.2 农业用水供需平衡分析
  1.2.1 农业需水预测
  本次农业需水预测以现状年2007年为基准年,引用《21世纪初期滕州市水资源可持续利用规划》对2015年、2030年农业各部门不同水平年(降水概率50%)需水量预测成果,具体数据如下表1-1:
  近远期(降水概率50%)农业各部门需水量预测表
  表1-1单位:万m3
  

项目 
水平年
水浇地 菜田 林果灌溉 鱼塘补水 牲畜用水 合 计
2015年 6474 15633 572 1002 488 24169
2030年 6746 16288 596 1044 509 25183
1.2.2农业供水分析
  根据我市2007年全社会供水量统计资料显示,全社会各部门供水量基本处于供需平衡水平。对于农业灌溉用水,就滕州市目前的供水水源而言,基本不会在追加新的供水水源。
 
  就供水水源规划而言,滕州市近远期增加的新水源项目为南水北调长江水调水工程和大(二)型水库——庄里水库的兴建。依据《枣庄市南水北调城市水资源规划》确定的调水规模,截止到2015水平年调南水北调长江水9000万m3,其中,滕州市调南水北调长江水7550万m3。截止到2030水平年调南水北调长江水20000万m3,其中,滕州市调南水北调长江水12500万m3;在建中的庄里水库需18个月竣工,建成后总库容2.2599亿m3,兴利库容1.0184亿m3,年供水能力达9125万m3(日供水25万m3)。综上所述,2015年两项目共增加供水量16675万m3,2030年两项目共增加供水量21625万m3。
 
  但南水北调长江水调水和庄里水库都担负着向煤化工园区供水的任务。据资料显示,两项供水水源2015年、2030年分别节余6000万m3、10000万m3。按照水源配置顺序:首先保证城乡居民生活用水,然后向一般工业、火(核)电工业生产部门供水,并且兼顾建筑业和第三产业用水,最后考虑农业生产用水。配置农业供水增加量按15%考虑。综上所述,2015年、2020年农业供水量分别增加900万m3和1500万m3,可谓杯水车薪。
 
  1.2.3供需平衡分析
  根据上述对滕州市农业需水及供水能力分析,进行农业各部门2015年、2030年降水概率50%供用水平衡分析,具体情况如下表1-2。
  滕州市近远期(降水概率50%)农业供用水平衡分析表
  表1-2单位:万m3
  
水平年 项目 水浇地 菜田 林果 鱼塘补水 牲畜用水 合计
2015年 需水量 6474 15633 572 1002 488 24169
供水量 4880 11784 431 755 368 18218
供水缺口 1594 3849 141 247 120 5951
2030年 需水量 6746 16288 596 1044 509 25183
供水量 5041 12171 445 780 380 18818
供水缺口 1705 4117 151 264 129 6365

  由上表看出,2015年、2030年均出现了不同程度的供水缺口。主要原因是需水量大幅度增加,供水量少量增加,不能满足日益增长的需水要求。如果不实施必要的节水工程和节水措施,缺口将进一步扩大,最后会阻碍我市农业的长远发展。
 
  2.农业节水潜力分析
 
  2.1 农业节水现状
  目前,滕州市在总耕地面积114.28万亩中,已发展有效灌溉面积105.4万亩,其中井灌区85.0万亩,渠灌区13.0万亩,井渠结合灌区7.4万亩。其中实施节水灌溉面积62.0万亩,占耕地总面积的54.25%,占有效灌溉总面积的58.82%。在节水灌溉面积中,防渗渠灌溉面积15.17万亩,占节水灌溉总面积的24.47%;低压管灌面积42.75万亩,占节水灌溉总面积的68.95%;喷灌面积3.05万亩,占节水灌溉面积的4.92%;微灌面积1.03万亩,占节水灌溉面积的1.66%。不管从实施节水灌溉农田面积,还是先进节水技术的推广普及程度上而言,滕州市的节水工作可谓任重而道远,节水潜力还很大。
 
  2.2 农业节水潜力分析
  农业节水潜力挖潜主要通过农田灌溉定额的降低和灌溉水利用系数的提高来实现。农业节水计算包括一般农田灌溉和林牧渔灌溉节水潜力分析两部分组成,具体可用下式计算:
  W农潜= W农灌潜+ W林牧渔潜(2-1)
  式中: W农潜 ----- 指农业用水节水潜力;
W农灌潜、W林牧渔潜--- 指农田灌溉、林牧渔业节水潜力;
  A0i ---- 现状农田有效灌溉面积;
  A'0j ---- 现状林牧渔业面积;
  Q0i ---- 现状农田灌溉净用水定额;
  Q'0j ---- 现状林牧渔业毛用水定额;
  Qti ----- 节水指标条件下农田灌溉净用水定额;
  Q'tj ----- 节水指标条件下林牧渔业毛用水定额;
  I --- 指不同作物,包括水稻、小麦、玉米、棉花、蔬菜、油料等;
  J --- 指林果灌溉、牧场灌溉和鱼塘补水。
 
  滕州市主要作物小麦、玉米、蔬菜和林果的灌溉面积分别为50万亩、50万亩、17万亩和10万亩。按照农业灌溉的现状用水水平和节水控制指标,现对105万亩有效灌溉的农田(其中,62万亩已实施节水配套工程和43万亩未实施节水配套的)进行节水潜力计算。对2015年、2030年(保证率50%)水平年进行节水潜力预测;据调查,未实施节水配套措施的农田,现状灌溉方式主要采用畦灌、渠灌两种方式(两种灌溉系数加权平均为综合灌水系数);蔬菜、林果目前灌溉方式以畦灌为主;未实施节水农田现状灌溉水利用系数:小麦、玉米为0.58,蔬菜、林果为0.55。就2015年农业保证率50%的节水潜力进行演算,如表2-1:
 
  2015年保障率50%各种农作物节水潜力计算成果表
  表2-1

一、62万亩已节水农田节水潜力
情 景 各种农作物灌溉方式及灌溉定额 节水潜力总计
小 麦 玉 米 蔬 菜 林 果
灌溉方式 渠灌 低压 管灌 渠灌 低压 管道 喷灌 微灌
灌溉净定额(m3/亩) 现状情况 130 78 68 52 173 68
2015年 指标 116 76 61 50 160 64
灌溉水利用系数 现状情况 0.6 0.65 0.6 0.65 0.7 0.75
2015年 指标 0.7 0.8 0.7 0.8 0.8 0.85
灌溉毛定额(m3/亩) 现状情况 216 120 114 80 247 90
2015年 指标 165 95 87 62 200 75
灌溉面积(万亩) 10 25 10 25 3 1
节水潜力(万m3) 510 625 270 450 141 15 2011
二、43万亩非节水农田节水潜力
情 景 各种农作物灌溉方式及灌溉定额 节水潜力合计
小麦 玉米 蔬菜 林果
拟实施灌溉方式 低压管灌 低压管灌 喷灌 微灌
灌溉净定额 (m3/亩) 现状情况 150 125 189 106
2015年指标 76 50 160 64
灌溉水利用 系数 现状情况 0.58 0.58 0.55 0.55
2015年指标 0.68 0.65 0.70 0.75
灌溉毛定额 (m3/亩) 现状情况 259 216 343 192
2015年指标 112 77 229 85
灌溉面积(万亩) 15 15 14 9
节水潜力(万m3) 2205 2085 1596 963 6849
                           
  
  同样的方法求算,分别得出,2015年50%保证率农业节水总潜力为8860万m3;2030年50%保证率农业节水总潜力为9907万m3。
 
  3.农业节水二次平衡分析
 
  通过上述节水潜力分析,在一次农业用水平衡的基础上,将节水潜力分配到各部门的供水缺口上,进行二次农业用水平衡分析,此次分析实施农业节水灌溉的可行性。具体平衡分析如下表3-1,3-2:
  滕州市农业供水保证率50%近远期供用水二次平衡分析表
  表3-1单位:万m3
 
水平年 项目 水浇地 菜田 林果 鱼塘补水 牲畜用水 合计
2015年 一次平衡缺水量 1594 3849 141 247 120 5951
节水增加水量 2373 5731 210 367 179 8860
富余水量 779 1882 69 121 59 2910
2030年 一次平衡缺水量 1705 4117 151 264 129 6365
节水增加水量 2827 6827 250 438 213 10555
富余水量 1122 2710 99 174 85 4190

  由二次供水平衡分析得知,实施节水灌溉以后,节水量完全弥补了一次平衡的供水缺口,节水作用是巨大的。
 
  4.结束语
 
  通过对滕州市农业节水潜力的定量分析,面对紧缺的水资源,实施节水是农业发展的必然要求。从理论上验证了实施节水型社会建设不但适合于农业部门,更是社会其他用水各部门发展的内在要求。


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